在建工程地下室上浮專項檢測鑒定與加固措施

陳筱妹

（上海同豐工程咨詢有限公司，上海 200444）

1 工程概況

該項目建設用地面積67169.1m2，總建筑面積143881m2，其中地下建筑面積36822m2。該在建項目地下共1層，結構層高4.2m，主要為車庫和設備用房，該次檢測地下室范圍為2500m2。該地下車庫平面規則，柱距多為8.4m、6.0m。根據設計圖紙，該次檢測區域地下室底板和頂板間的凈高多為3.9m（結構凈高），地下室頂板最大覆土厚度為1.5m，最小覆土厚度為1.2m。

該地下室結構樁基主要為樁-承臺+筏板基礎，地庫區域柱下承臺多為矩形（少數為多邊形），平面尺寸多為2600mm×2600mm，高度多為800mm。原設計樁為預應力管樁，包含2種抗壓樁和1種抗壓兼抗拔樁，其中抗壓樁單樁豎向抗壓承載力特征值分別為1150kN和1050kN，抗壓兼抗拔樁單樁抗壓承載力設計值為900kN，單樁抗拔承載力設計值為350kN。該項目建筑場地屬湖沼平原地貌類型，為穩定場地，適宜該工程建設。擬建場地屬Ⅳ類場地，抗震設防烈度為七度，設計基本地震加速度為0.10g，設計地震分組為第一組；場地20m深度范圍內經液化判別為不液化土層，設計時不考慮地基土的震動液化問題。

地下室為單層框架結構。地下室底板厚度多為400mm，基礎底板頂面標高為-5.700m。地下室頂板采用主梁+厚板形式（柱頂設有柱帽，跨中無次梁），頂板厚度為300mm、350mm，被檢測區域頂板面標高為-1.500m；框架柱截面多為600mm×600mm，框架柱縱筋多采用Φ22mm，柱箍筋多為Φ8mm@100mm/200mm；框架梁截面尺寸多為450mm×600mm，縱筋多為Φ25mm，箍筋多為Φ8mm@100mm/200mm。被檢測區域地下車室結構混凝土強度設計等級均為C35，抗滲等級P6。

2 地下室上浮事故概況

由于施工時段恰逢雨季強降雨，施工現場地下水位上升，無法在短時間內消退，而地下室頂板未能及時覆土，地下室抗浮能力不足，引起地下室局部上浮。地下室頂板最高點隆起達到471mm（相對于地下室頂板板面標高）。

3 現場檢測結果

為了解該次地下室上浮對結構產生的影響，依據相關規范規程[1-7]，檢測單位對該地下室結構進行了以下檢測：結構體系、結構構件尺寸復核；地下室柱垂直度測量；地下室頂板相對高差測量以及地下室裂縫損傷情況調查。

3.1 結構體系、結構構件尺寸復核

現場對該次檢測范圍內地下室結構體系進行了復核，結果表明房屋的結構體系形式、結構構件等與原設計基本相符。房屋的平面軸線尺寸、層高等總體上與原設計基本相符。柱網軸線實測與設計值相差值在0.1%以下，實測層高與設計層高相差在0.5%以下。

現場對該次檢測范圍內地下室柱截面尺寸進行了復核，結果表明受檢區域地下室柱截面尺寸與原設計基本相符，實測值與設計值相差不超過2%。

3.2 地下室柱垂直度測量

根據現場測量條件，依據國家行業標準《建筑變形測量規范》（JGJ 8—2016），用全站儀測量房屋地下室框架柱的相對垂直度，測量結果包括原始施工誤差、測量誤差和累計總體變形，詳情如圖1所示。

圖1 柱垂直度測量結果（單位：mm）

測量小結：各框架柱東西向及南北向傾斜趨勢無明顯規律，東西向傾斜率為1.64‰～8.06‰；各框架柱南北向傾斜趨勢無明顯規律，南北向傾斜率為0.39‰～7.20‰。總體上受檢區域地下室柱傾斜率相對較小，個別傾斜率相對較大。

3.3 地下室頂板相對高差測量

根據現場測量條件，依據國家行業標準《建筑變形測量規范》（JGJ 8—2016），用全站儀測量地下室頂板的相對高差以反映不均勻沉降情況，測量結果包括原始施工誤差、測量誤差和累計總體變形，詳情如圖2所示。

圖2 地下室頂板相對高差示意圖（單位：mm）

測量小結：東西向及南北向不均勻沉降均無明顯規律。

3.4 地下室裂縫及損傷情況調查

現場調查了地下室局部區域[（A-J/10-16）軸區域]的框架柱、墻體、頂板及底板等裂縫及損傷情況，如圖3所示。結果表明：

（1）地下室頂板、框架梁、底板無明顯損傷。

（2）框架柱相對損傷明顯，大多柱裂縫普遍，裂縫多分布在上下柱端（上下約300mm范圍），呈多維水平或斜裂縫，裂縫寬0.1～0.8mm，水平裂縫多橫貫整個柱面，斜裂縫長度為0.1～1.0m，如圖3（a）、（c）、（d）所示；多數框架柱混凝土壓碎，少數柱混凝土壓碎且露筋（露筋且鋼筋彎曲），混凝土壓碎區域多在柱兩端角部，如圖3（b）所示；框架柱中間部位無明顯損傷，基本完好。

（3）框架柱的柱帽損傷較小，僅少數柱帽底部有水平裂縫。

（4）地下室外墻（A軸）豎向裂縫普遍，裂縫寬0.4～0.5mm，長0.6～1.2m；部分填充墻損壞較嚴重，裂縫普遍，多處出現了貫穿裂縫，此外還有砌塊破損、斷裂、粉刷脫落等損傷。

4 分析與評估

4.1 房屋現狀評估

現場裂縫及損傷檢測結果表明：

（1）地下室頂板、框架梁、底板無明顯損傷；

（2）框架柱的柱帽損傷較小，僅少數柱帽底部有水平裂縫；

（3）地下室外墻（A軸）豎向裂縫普遍，縫寬0.4～0.5mm，長0.6～1.2m；部分填充墻損壞較嚴重，裂縫普遍，多處出現了貫穿裂縫，此外還有砌塊破損、斷裂、粉刷脫落等損傷；

（4）框架柱裂縫普遍，大部分柱混凝土壓碎，少數柱存在混凝土壓碎露筋（露筋且鋼筋彎曲的現象）。

圖3 地下室結構構件損傷圖

根據柱裂縫及損傷普查結果，將框架柱的損傷劃分為4個等級。D級（嚴重損壞）：框架柱混凝土開裂普遍，混凝土壓碎且露筋（或露筋且鋼筋明顯彎曲），此類型柱損傷嚴重，存在隱患點；此類型柱有10/G軸、10/E軸、11/B軸、12/J軸、15/G軸、15/C軸6根框架柱，占總普查數的17.1%；主要損傷除裂縫普遍以外柱頂角部混凝土壓碎且露筋（部分柱露筋且鋼筋明顯彎曲），柱底角部混凝土壓碎但不露筋，頂部損傷更為嚴重。C級（局部嚴重損壞）：框架柱混凝土開裂普遍，柱頂或柱底（約上下柱端300mm部位）角部混凝土壓碎，框架柱中間部位無明顯損傷，基本完好；此類型柱包含除A、B、D級以外的其他框架柱，占總普查數的51.8%。B級（一般損壞）：框架柱混凝土開裂較普遍（約上下柱端300mm部位），無混凝土壓碎情況，框架柱中間部位無明顯損傷，基本完好；此類型柱有11/E軸、12/E軸、12/C軸、13/E軸、13/G軸、14/E軸、16/B軸、16/G軸8根框架柱，占總普查數的22.6%。A級（基本完好）：框架柱混凝土裂縫較少或無開裂，無混凝土壓碎情況；此類型柱有12/A軸、13/A軸、14/A軸3根框架柱，占總普查數的8.5%；主要損傷僅為柱帽出現裂縫，柱本身基本完好。

4.2 地下室局部上浮評估

在出現地下室上浮情況以后，施工單位及時采取開孔泄壓等措施控制地下室上浮情況，采取措施以后，地下室頂板及底板明顯回落，且沉降基本趨于穩定。現場檢測結果顯示：

（1）各框架柱東西向及南北向傾斜趨勢無明顯規律，總體上受檢區域地下室柱傾斜率相對較小，僅個別傾斜率相對較大。

（2）地下室底板泄壓回落后，東西向及南北向不均勻沉降無明顯規律，監測數據也表明地下室沉降基本趨于穩定。

（3）地下室框架柱、地下室外墻、室內填充墻均出現了不同程度的損傷，上浮區域地下室柱裂縫普遍，多數柱混凝土壓碎（柱頂壓碎較柱底更為嚴重），少數柱露筋（露筋且鋼筋彎曲），地下室外墻（A軸）豎向裂縫普遍，室內填充墻裂縫普遍，甚至有少數貫穿裂縫、砌體破碎、粉刷脫落等。綜上所述，地下室上浮區域中間跨相對損傷嚴重，邊跨（靠近地下室外墻）損傷相對較輕；地下室上浮對地下室造成了一定程度的損傷，部分柱損壞嚴重，存在一定結構安全隱患，部分填充墻損壞嚴重。建議對這些存在問題和安全隱患的結構構件和非承重構件進行維修和加固，特別是框架柱，應針對不同損傷程度采取相應的維修和加固方法。

5 結論

通過對該地下室沉降的詳細檢測與評估，得到以下檢測結論：

（1）現場對房屋的地下室結構體系進行復核，結果表明受檢區域地下室的結構體系、梁柱的布置等與原設計基本相符。

（2）變形測量結果表明，各框架柱東西向及南北向傾斜趨勢無明顯規律，總體上受檢區域地下室柱傾斜率相對較小，個別傾斜率相對較大。地下室頂板相對高差測量結果表明，東西向及南北向不均勻沉降無明顯規律，地下室頂板相對高差總體上不大。施工單位提供的監測數據表明，目前大部分監測點已回落，沉降已基本穩定。

（3）裂縫調查結果表明，受檢區域頂板、底板及框架梁未見明顯損傷，評定為A級；個別柱帽損傷較小，評定為A級；地下室外墻（A軸）豎向裂縫普遍，評定為B級；部分填充墻損壞嚴重，評定為C級；現有損傷多為框架柱受損，主要表現為大多數地下室框架柱損壞較嚴重（評定為C級，即混凝土開裂普遍，柱頂或柱底混凝土壓碎），少數柱混凝土損壞嚴重（評定為D級，即框架柱混凝土開裂普遍，混凝土壓碎且露筋，或露筋且鋼筋彎曲），其他均為一般損壞（評定為B級，框架柱混凝土開裂較普遍，無混凝土壓碎情況）或基本完好（評定為A級，框架柱混凝土裂縫較少或無開裂，無混凝土壓碎情況）。

地下室上浮對受檢區域地下室造成了一定程度的損傷，建議針對構件損傷程度采取相應的維修和加固方法，以確保上部結構安全。該項目的成功實施為今后類似工程實踐提供了有利參考。